Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników

1. Kazimierz Dolny’05 Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników B. Andrzejewski Instytut Fizyki Molekularnej, Polskiej Akademii Nauk Poznań

2. Kazimierz Dolny’05 WSPÓŁPRACA Wydział Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Uniwersytetu Śląskiego, Katowice Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk Wydział Chemii, Uniwersytet w Princeton USA M. Mierzejewski M. M. Maśka T. Klimczuk J. R. Cava M. L. Foo

3. Kazimierz Dolny’05 PLAN • PLAN • mokre nadprzewodniki • górne pole krytyczne Hc2 a parowanie trypletowe • dolne pole krytyczne Hc1 - anomalne zachowanie • linia nieodwracalności • prądy krytyczne • wnioski

4. Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki 6 marca 2003 K. Takada, H. Sakurai, E. Takayama-Muromachi, F. Izumi, R.A. Dilanian, T. Sasaki Nature, 422 (2003) 53 płaszczyzny Co-O - elektrycznie aktywne trójkątna sieć jonów Co w płaszczyźnie Co-O płaszczyzny Na – rezerwuar ładunku T. Klimczuk, X Szkoła, 2004

5. Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki silne zmiany stałej c – konsekwencje dla budowy kryształów i ziaren Na0.7CoO2 c=10.88Å Na0.3CoO21.3H2Oc=19.6Å Na0.3CoO2 c=11.2Å Na0.3CoO20.6H2Oc=13.8Å

6. Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki proszek nadprzewodzące ziarna dwa ziarna połączone przez złącze (Josephsona?) otwór uformowany w płaszczyźnie ab przez heksagonalne ziarna Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano, Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559

7. Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki kwazi-kryształ dwa kwazi-kryształy Na0.35CoO2·1.3H2O pofałdowana struktura warstwowa domeny heksagonalne w płaszczyźnie ab Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O SingleCrystal T. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashi, cond-mat/0402355

8. Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 parowanie trypletowe ! przejście singlet  tryplet Possible singlet to triplet pairing transition in NaxCoO2yH2O M. Maśka, M. Mierzejewski, B. Andrzejewski, M.L. Foo, R.J. Cava, T. Klimczuk; PRB 70 (2004) 144516 czy parowanie trypletowe istnieje?

9. Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 NIE!(pomiary transportowe) Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O SingleCrystal T. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashi cond-mat/0402355

10. Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 TAK!(pomiary ciepła właściwego) Variation of Specific Heat with x and y in NaxCoO2yH2O/D2O R. Jin, B.C. Sales, S. Li, D. Mandrus cond-mat/0410517

11. Hc1(T)=Hc1(0)(1-(T/Tc)2) Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 proszek kwazi-kryształ Unconventional upper- and lower-critical fields and normal-state magnetic susceptibility of the superconducting compound Na0.35CoO2·1.3H2OH. Sakurai et al. PRB 68 (2003) 132507 Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235

12. Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 dwie metody – dwa wyniki

13. Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 stos nadprzewodzących i normalnych(izolujących) płaszczyzn S-N-S(S-I-S) efekty bliskości The first critical field Hc1, and the penetration depth in dirty superconducing S/N multilayers A.A. Golubov V.M. Krasnov, Physica C 196 (1992) 177 S-I-S S-N-S

14. Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 sNdN/sSdS: 1) 0 (S-I-S) 2) 2 3) 5 4) 10 5) 100

15. M Hirr D H Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności wyznaczanie linii nieodwracalności na podstawie szerokości histerezy kryteria: D=5·10-4 emu/g 1·10-3 emu/g 2·10-3 emu/g

16. Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności dopasowanie

17. Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności wpływ kryterium D na wartość wykładnika n n=1.5 odpowiada linii nieodwracalności typu Almeida-Thouless’a obserwowana w silnie zbliźniaczonych kryształach HTS lub próbkach polikrystalicznych Dn≈1.4

18. Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności proszek kwazi-kryształ Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559 Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235 n=3.4

19. r Jc Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne model Bean’a model Bean’a zawodzi w przypadku próbek niejednorodnych S S R r M jak wyznaczyć r i Jc ? H DM

20. metoda Angadi’ego 2Jc dr r DJc t -2Jc Jc H dH dr Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne Non-destructive determination of the current-carrying length scale in superconducting crystals and thin films M.A. Angadi, A.D. Caplin, J.R. Laverty, Z.X. Shen Physica C 177 (1991) 479

21. m dm/dH H m∞ Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego

22. N dysków r2 f= f≈0.9 dla sieci trójkątnej Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego niejednorodnych (granularnych) cienkich warstw r1

23. N dysków r2 r1 F f≈0.74 gęste upakowanie Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego dla niejednorodnych (granularnych) próbek 3D

24. pomiary prądów krytycznych metodą Angadi’ego z badań mikroskopowych; r≈2.75 mm t≈0.7 mm Q≈2.95 Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne

25. wyniki uzyskane metodą Angadi’ego Jc(2.0K,5mT)=2105 A/cm2 Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne

26. Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne szacowanie prądów krytycznych na podstawie modelu Bean’a Jc(1.9K,0T)=5104 A/cm2 Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559

27. Kazimierz Dolny’05 wnioski • w mokrych nadprzewodnikach istnieje parowanie trypletowe (pierwsze potwierdzenia) • dolne pole krytyczne Hc1(T) „mokrych nadprzewodników” wykazuje dodatnią krzywiznę (efekt bliskości ?) • linia nieodwracalności Hirr(T) opisywana jest zależnością Almeida-Thouless’a i leży poniżej wartości charakterystycznych dla HTSC • gęstość prądów krytycznych mierzona metodą Angadie’go wynosi Jc(2.0K; 5mT)≈2·105 A/cm2